交流电(一)

交流电（一）

学习目标：1、掌握正、余弦交流电的产生原理；

2、理解交流电的最大值和有效值。

3、有效值的定义：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。 注：⑴只有正余弦交变电流的有效值才一定是最大值的2/2倍。

⑵通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表的读数；交流电器的额定电压、额定电流；保险丝的熔断电流等都是指有效值。（电容器的耐压值是交流的最大值。）

课堂学习：

正、余弦交流电的产生原理

1、如图所示，边长为L ，匝数为n ，总电阻为R 的正方形闭合线圈，在磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，现从中性面开始计时，求：（1）当线圈与中性面夹角为θ时，线圈产生的感应电动势的瞬时值（2）此时线圈所受的安培力（3）此时安培力的力矩。

2、如图所示，矩形线圈abcd 的面积为S ＝0.05m 2，共100匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻R ＝9Ω,匀强磁场的磁感应强度B ＝1/πT ，当线圈以300r/min 的转速匀速转动，从图示位置开始计时，求：（1）线圈转过1/30s 时的瞬时值多大？ （2）电路中电压表和电流表的示数各多大？

（3）若线圈为一匝，其从图示位置开始转过900的过程中，下述结论正确的是:

A 、平均电动势：

B 、通过电阻R 的电量

C 、R 上产生的焦尔热：

D 、外力所做的功：

3、如图甲所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO ˊ与磁场边界重合．线圈按图示方向匀速转动（ab 向纸外，cd 向纸内）．若从图示位置开始计时，并规定电流方向沿a →b →c →d →a 为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是下图乙中的哪一个

( )

4、一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的

感应电动势e 随时间t 的变化规律如图所示，下列说法正确的是（ ） A 、t 1和t 3穿过的线圈的磁通量为零

B 、t 1和t 3时刻线圈的磁通量变化率为零

C 、图示交流电是从线圈平面与磁场方向平行的时刻开始计时的

D 、每当感应电动势e 变换方向时，穿过线圈的磁通量的绝对值最大

交流电的有效值

4、在电阻R 上分别加如图（1）（2）所示的电压，U 1和U 2在较长的相等时间内，内阻R 上产生的热量相等，则：

A 、 变电压U 2的最大值Um 等于U

B 、变电压U 2的最大值Um 等于U

C 、变电压U 2的有效值等于U

D 、变电压U 2的有效值等于U/

【思考】如图所示为一交流电随时间变化的图像，则此交流电的有效值为： A 、5

A B 、5A

C 、 3.5 A

D 、3.5A

5、如图，正弦交流电经过整流器后，电流波形正 好去掉了半周.这种单向电流的有效值为（ ）

A 、2 A

B 、2 A

C 、

2

2 A D 、1 A

课后作业：

1、(2004 江苏模拟)内阻不计的交流发电机产生电动势e = 10sin50πt V ，接有负载电阻R =10 Ω，现在把发电机的转速增加一倍，则（ ）

A ．负载两端电压的有效值将变为28.2V 。

B ．交流电的频率将变为100Hz 。

C ．负载消耗的功率将变为20W 。

D ．负载消耗的功率将变为40W 。 2、（2004年潍坊市）矩形线圈的面积为S ，匝数为n ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴OO ′以角速度ω匀速转动。当转到线圈平面与磁场垂直的图示位置时（ ）

A ．线圈中的电动势为0

B ．线圈中的电动势为ωnBS

C ．穿过线圈的磁通量为0

D ．线圈不受安培力作用

3、如图所示，矩形线圈面积为S ，匝数为N ，线圈电阻为r ，在磁感应

强度为B 的匀强磁场中绕OO ’轴以角速度w 匀速转动，外电路电阻为R ，在线圈由图示位置转过90O 的过程中，下列说法正确的是（ ） A ．磁通量的变化量△Φ＝NBS B ．平均感应电动势E ＝2NBSw/π

C ．电阻R 产生的焦耳热Q ＝（NBSw ）2/2R

D ．电阻R 产生的焦耳热Q ＝（NBS ）2wR π/4（R ＋r ）2

4、关于交流电的有效值和最大值，下列说法正确的是（ ） A ．任何形式的交流电电压的有效值都是U ＝U m /

2的关系

B ．只有正弦交流电才具有U ＝U m /2的关系

C ．照明电压220V ，动力电压380V 指的都是有效值

D ．交流电压表和电流表测量的是交流电的最大值

5、一只电饭煲和一台洗衣机同时并联接入u=311sin314tV 的交流电源上，均正常工作，用电流表分别流过电饭煲的电流是5A ；流过洗衣机的电流是0．5A ，则下列说法正确的是（ ） A ．电饭煲的电阻是44Ω，洗衣机电动机线圈电阻是440Ω

B ．电饭煲消耗的功率为1555W ，洗衣机电动机消耗的功率为155．5W

C ．1分钟内电饭煲消耗的电能为6．6×104J ，洗衣机电动机消耗的电能为6．6×103J

D ．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍 6、关于交流电的下列几种说法正确的是（ ）

A ．在一个周期内正弦（余弦）交流方向改变1次，非正弦（余弦）交流电的方向改变次数不 确定

B ．如果某交流有效值为52A ，那么该交流电最大值为10A

C ．用交流电流表或交流电压表测定交流电电流或交流电电压时指针在来回摆动

D ．交流电用电器设备上标出的电流值或电压值都是有效值

7、. 如图所示，边长为a 的单匝正方形线圈在磁感强度为B 的匀强磁场中，以OO ′边为轴匀速转动，角速度为ω，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为R ，求：

（1）线圈从图示位置转过π/2的过程中产生的热量Q 。 （2）线圈从图示位置转过π/2的过程中通过线圈某截面的电量q 。

电机学习题集(交流电机部分)

第三部分交流机 14－1 在交流电机中，那类电机叫同步电机？那类电机叫异步电机？它们的基本工作原理和激磁方式有什么不同？ 14－2 整数槽双层迭绕组和单层绕组的最大并联支路数与极对数有什么关系？整数槽双层波绕组的最大并联支路数是多少？如何才能达到？ 14－3 在电势相加的原则下，交流迭绕组和波绕组的连接规律有什么不同？并说明二者的主要优缺点和应用范围。 14－4 试说明谐波电势产生的原因及其削弱方法。 14－6 一台三相同步发电机，f＝50Hz，nN＝1500r/m，定子采用双层短矩分布绕组。Q＝3，y1/ ＝，每相串联匝数w＝108，Y连接，每极磁通 量 Wb， Wb， Wb， Wb，试求： （1）电机的极对数；（2）定子槽数；（3）绕组系数kw1，kw3，kw5，kw7；（4）相电势，，，及合成相电势和线电势E。 4－7 一台汽论发电机，两极，50Hz，定子54槽，每槽内两极导体，a＝1，y1＝22槽，Y接法。已知空载线电压U0＝6300V，求每极基波磁通量。 14－9 为什么采用短矩和分布绕组能削弱谐波电势？为什么削弱5次谐波和7 次谐波电势，节距选多大比较合适？ 14－11 齿谐波电势使由于什么原因引起的？在中小型异步电机和小型凸极同步电机中，场采用转子斜槽或斜极削弱齿谐波电势，斜多少合适？ 14－12 在低速水轮发电机中，定子绕组常采用分数槽绕组，为什 么？ 14－13 何谓相带？在三相电机中为什么常采用600相带绕组而不用1200相带绕组？ 14－14 交流电机的频率、极数和同步转速之间有什么关系？试求下列交流电机的同步转速或极数。 （1）汽论发电机f＝50Hz，2P＝2，n＝？ （2）水轮发动机f＝60Hz，2P＝32，n＝？ （3）同步发电机f＝50Hz，n＝750r/m，2P＝？ 14－15 交流绕组和直流绕组的基本区别在哪里？为什么直流绕组必须用闭合绕组，而交流绕组却常接成开启绕组？ 14－16 为什么相带A与相带X的线圈组串联时必须反向连接，不这样会引起什么后果？ 14－17 试求双层绕组的优点，我是现代中、大型电机的交流绕组一般都采用双层绕组？ 14－19 试诉分布系数和短矩系数的意义。若采用长距线圈y1> ,其短矩系数是否会大于1，为什么？试计算24槽4极电机中，当选取不同节距，y1＝，y1＝，y1＝，y1＝，y1＝时的短矩系数。 14－20 试证明在槽数相等的情况下，无论每极每相槽数等于多少，三相600相带和1200相带绕组的分布系数总有下列关系：kq1（600相带）＝1.16 kq1（1200相带） 14－21 一台JDM型二、四极三相交流双速电机，定子共24槽，只有一套双层迭绕组，节距为1～7，每相有二个线圈组，每一线圈组由4个线圈串联组成。试求这绕组在：

交流电的产生和变化规律(教案)

《交流电的产生和变化规律》教案 一、教材分析 （一）教材的地位和作用 本课题选自人民邮电出版社出版的中等职业学校机电类规划教材《电工基础》第五章第一节，本节内容既是前面《磁与电》知识的综合运用，又是交流电知识的 基础，具有承前启后的作用。另外它与人们的生产和生活密切相关，是物理理论和 规律应用于生产技术的典型例子，具有重要的现实意义。 （二）教学目标 1.知识目标 a.知道交流电和正弦交流电 b.通过实验和分析使学生把握交变电流的产生过程，掌握交变电流的变化规律 2.技能目标 a. 通过讨论培养学生独立分析、解决问题的能力 b.通过多媒体技术演示交流电产生过程，培养学生的观察分析能力。 3.情感目标 a.师生双方共同探讨，研究培养科学的探索观和认识论，培养学生辩证的思想和辨析能力。 b.通过多种方式的运用，激发学生的学习兴趣。 （三）重点、难点 教学重点：掌握交流电的产生和变化规律 教学难点：理解交流电的产生原理 二、教法设计： 1、观察归纳法：为了使学生对交流电有更直观、感性的认识，提高学习的效率，突出教学重点，突破教学难点，我充分利用赏心悦目的多媒体效果，牢牢抓住学生的好奇心，引导学生观察分析，归纳总结交流电的特点，产生过程。 2、问题情景法 教师在导入、讲授新课时，注重创设一定的物理情景，以便于激发学生的学习兴趣，启发学生思考。 3、采用多种教学形式 在教学中，教师采用视频播放、课件展示、演示实验及学生分组实验等教学方式，激发学生的兴趣，并利用多媒体辅助分析演示实验及学生分组实验使学生获得更多的感性认识。 三、学习者特征分析 职业学校的学生学习基础较差，缺乏良好的学习习惯，但他们思维活跃，对新鲜事物有强烈的好奇心，喜欢多媒体技术支持的学习环境，具有一定的分析能力、归纳能力，能够开展自主学习和合作学习。所以在学法上，指导学生以自我研究为主，鼓励学生动脑想，大胆

(交流电的产生和变化规律)教学设计方案

高二物理交变电流的产生和变化规律 作品来源：选用的教材是人民教育出版社2011年出版的物理选修3-2，供高二年级学生选修，作品内容来自此书的第五章交变电流的第一节交变电流。 一、教学目标 1．使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面. 2．掌握交变电流的变化规律及表示方法. 3．理解交变电流的瞬时值和最大值以及中性面的准确含义. 4．培养学生运用数学知识解决、处理物理问题的能力. 二、教学重点：交变电流产生的物理过程分析和中性面的特点. 三、教学难点：交变电流产生的物理过程分析 四、教学方法：讲练结合、演示实验 五、课时安排：1课时 六、教具：手摇发电机模型、演示用电流计、导线、示波器等 七、教学过程 （一）引入新课 教师：请同学们用电磁感应的知识，设计一个发电机的实验模型。 引导学生发挥创造性思维，展开讨论，提出设计方案。教师通过参与学生的讨论，提出两个典型的例子，并与学生一起讨论哪个更有实用价值。培养学生的创造性思维。 结论：让矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。 ［演示实验］ 1．简单介绍交流发电机的构造 2．第一次发电机接入小灯泡，当转动线圈时，小灯泡亮了，但一闪一闪。第二次接入演示用电流计，慢慢转动线圈，可以看到线圈每转一周，电表指针左右摆动一次。 问：刚才的实验表明线圈里产生的感应电流有何特征？ 答：感应电流的强度和方向都随时间作周期性变化。 指出：我们把这种强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流。简称交流。［板书］ 在现代工农业生产和日常生活中所用的电源，大都是交流电。同直流电相比，交流电有许多优点。交流电和直流电存在共同点，但是尤其应注意的是交流电不同于直流电的特殊性，正是这些特殊性，构成了交流电优点的基础。

正弦交流电的产生

正弦交流电的产生 物理组陈娟 正弦交流电是交流电里最基本、最简单的一种，所以正弦交流电占有其特殊地位。到底有哪些方式可以产生正弦交流电呢？本文归纳成以下几种。 方式1：线框在匀强磁场中匀速转动产生正弦交流电 这是产生正弦交流电的最基本方式，也是感应发电机的原理。线框的转动轴一般跟磁场方向垂直，线框平面跟磁场方向垂直的位置叫中性面。在中性面处磁通量最大，而感应电动势最小为零。最大值Eｍ＝nBSω，这一结果只要求转动轴与磁场方向垂直且与线圈在同一平面上即可，不要求转动轴在线圈的什么特殊位置上；这一结果也与线圈的形状无关。其瞬时值的表达式为e = Eｍsinωt。 方式2：穿过线框内的磁场成余弦变化产生正弦交流电 如图2所示，垂直穿过线圈的磁场强弱成余弦变化时，根 据麦克斯韦的电磁理论可知，在线圈中会产生正弦交流电。即 磁感强度B＝Bｍcosωt,则线圈中的电流i= B m S sinωt.(S 为线圈的面积)。这样形成的电流叫涡旋电流，在变压器的铁芯 中就存在着涡流；为防止因此而产生的损耗，所以变压器的铁 芯是由一片一片的硅钢片做成的。电磁炉就是利用这一原理制 成的。 方式3：导体棒匀速切割有界磁场时产生正弦交流电 例：如图3所示，一个被x轴与曲线 y=0.2sin10πx/3（ｍ）所围的空间中存在着匀 强磁场。磁场方向垂直纸面向里，磁感强度B＝ 0.2T。正方形金属线框的边长是L＝0.40ｍ，电 阻R＝0.1Ω，它的一边与ｘ轴重合，在拉力F的 作用下，线框以ｖ＝10ｍ/s的速度水平向右匀速 运动。试求：（1）拉力F的最大功率是多少？（2） 拉力F要做多少功才能把线框拉过磁场区？ 分析：导体切割有边界的磁场时，其有效长度L往往会发生变化，所产生的电流也会随之发生变化。特别在这一题中，边界为正弦曲线，所产生的电流即为正弦交流电。在解决本题第（2）问，必须知道在线框被拉过磁场区域时，线框 中产生的电流为正弦交流电的半波，因此其有效值为By m v/.

一轮复习资料交变电流

第1节 交变电流的产生及描述 要点一 交变电流的产生和描述 1．正弦式交变电流的产生 (1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。 (2)两个特殊位置的特点： ①线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，Φ最大，ΔΦ Δt ＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变。 ②线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ＝0，ΔΦ Δt 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变。 (3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次。 (4)交变电动势的最大值E m ＝nBS ω，与转轴位置无关，与线圈形状无关。 2．正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时) 规律 物理量 函数表达式 图像 磁通量 Φ＝Φm cos ωt ＝BS cos ωt 电动势 e ＝E m sin ωt ＝nBS ωsin ωt 电压 u ＝U m sin ωt ＝RE m R ＋r sin ωt 电流 i ＝I m sin ωt ＝E m R ＋r sin ωt

1．一边长为L的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动，线框中产生的感应电动势e随时间t的变化情况如图10-1-1所示。已知匀强磁场的磁感应强度为B，则结合图中所给信息可判定( ) A．t1时刻穿过线框的磁通量为BL2 B．t2时刻穿过线框的磁通量为零 C．t3时刻穿过线框的磁通量变化率为零 D．线框转动的角速度为E m BL2 2．(2016·连云港摸底)如图10-1-3甲所示为一台小 型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。若从中性面开 始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已 知发电机线圈内阻为1.0 Ω，外接灯泡的电阻为9.0 Ω。求： (1)写出流经灯泡的瞬时电流的表达式； (2)转动过程中穿过线圈的最大磁通量； (3)线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功。 要点二有效值的理解与计算1．公式法 利用E＝E m 2 、U＝ U m 2 、I＝ I m 2 计算，只适用于正(余)弦式交变电流。 2．利用有效值的定义计算(非正弦式电流) 计算时“相同时间”至少取一个周期或为周期的整数倍。 3．利用能量关系 当有电能和其他形式的能转化时，可利用能的转化和守恒定律来求有效值。

三相交流电基础知识

第四节 三相交流电路 工业上应用最多的交流电是三相交流电。单相交流电实际上也是三相交流电的一部分。三相交流电有很多优点：例如三相电机比同尺寸的单相电机输出功率大，性能好；三相交流电的输送比较经济；既节约了有色金属又降低电能损耗等。 一、 、 三相交流三相交流三相交流电电的产生 三相交流电一般由三相发电机产生。其原理可由图1-46说明。发电机定子上有U1-U2、V1-V2、W1-W2三组绕组，每组绕组称为一相，各相绕组匝数相等、结构一样，对称地排放在定子铁芯内侧的线槽里。在转子上有一对磁极的情况下，三相绕组在排放位置上互差120o 。转子转动时U1-U2、V1-V2、W1-W2绕组中分别都产生同样的正弦感应电动势。但当N极正对哪一相绕组时，该相感应电动势取得最大值。显然，V相比U相滞后120o ，W相比V相滞后120o ，U相比W滞后120o 。 三相电动势随时间变化的曲线如图1-47所示。这种大小相等、频率相同、但在相位上互差120o 的电动势称为对称三相电动势。同样，最大值相等、频率相同、相位相差120o 的三相电压和电流分别称为对称三相电压和对称三相电流。 图1-46 三相交流电发电机示意图 图1-47 三相交流电波形 三相交流电动势在时间上出现最大值的先后次序称为相序。相序一般分为正相序、负相序、零相序。 最大值按U—V—W—U顺序循环出现的为正相序。最大值按U—W—V—U顺序循环出现的为负相序。如令三个相电压的参考极性都是起始端U1、V1、W1为正，尾端U2、V2、W2为负，又令U1—U2绕组中的电动势e u ，为参考正弦量，那么，三个相电压的函数表达式为：

交流电的产生及变化规律

交流电的产生、描述交流电的物理量 学习目的： （1）了解交流电的产生原理 （2）掌握正弦交流电的变化规律 （3）理解瞬时值、最大值、有效值、周期、频率等概念 一、几个概念 1、交变电流：大小和方向随时间变化的电流叫交变电流，常见的交流电如下 本章所涉及的将是最简单的交变电流，即正弦交流电—随时间按正弦规律变化的电流。 从微观上讲 i=nesv其中v为电荷的平均定向移动速率，可设想若v都随时间整齐地按正弦规律变化，即一起做简谐振动时，电路中将有正弦交变电流。 2、特点 易于产生、输送、变压、整流，在生活中有广泛的应用，交流电路理论是电工和电子技术的理论基础。∴交流电在电力工程、无线电技术和电磁测量中有极广泛的应用，在工程技术中所使用的交流电也是各式各样的。它具有三大优点：变换容易、输送经济、控制方便，所以已经做为现代国民经济的主要动力。 在稳恒电流中，I—电流、U(ε)—电压（电动势），都是恒定值。但在本章，i—电流、e—电动势、u—电压，都是瞬时值，因为它随时间而变，所以实际上是i(t)、e(t)、u(t)。 二、交流电的产生 法拉第发现电磁感应定律的最重要的应用就是制成发电机 1、发电机的组成 磁极、线圈（电枢） 旋转电枢：通过滑环、电刷通入外电路，一般产生的电压小于500V 旋转磁极：比较常用，几千~几万V 原理：利用线圈在磁场中绕某一固定轴转动，切割磁感线产生感应电动势，继而在闭合回路产生电流 机械能→电能 2、交流电的产生 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，角速度ω一定。其中ab、cd边切割磁感线，且ab、cd始终与速度v垂直，从切割效果看总是两个电源串联，其俯视图为： 第一象限：方向—abcda(磁通量Φ减少) 大小：e=2NB vsinθ=2NB ω sinωt=NBωSsinωt

交流电的产生与描述

3．交变电流的产生与描述 一、交变电流的产生和变化规律 1．交变电流：大小和________都随时间做____________变化的电流，简称交流． 2．正弦式交变电流 (1)定义：按_______________________变化的交变电流，简称正弦式电流． (2)产生：将闭合矩形线圈置于________磁场中，并绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动，线圈中就会产生正(余)弦交变电流． (3)中性面：与磁场方向___________的平面． ①线圈平面位于中性面时，穿过线圈的磁通量_________，磁通量的变化率为________，感应电动势为__________，其中E m＝___________ ②线圈转动一圈，经过中性面两次，内部电流方向改变两次． ③线圈平面与中性面垂直时，磁感线与线圈平面__________，穿过线圈的磁通量为__________，但磁通量变化率____________，感应电动势___________ (4)正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)： ①电动势e随时间变化的规律为e其中E m＝_______ ②电压u随时间变化的规律为u＝__________ ③电流i随时间变化的规律为i＝__________ . ④正弦式交流电的电动势e，电流i和电压u其规律可用图表示．(正弦交流电 的图象) 例1．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则 A．电压表的示数为220 V B．电路中的电流方向每秒钟改变50次 C．灯泡实际消耗的功率为484 W D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J 例2．如图所示，交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场 的磁感应强度为B，线圈匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为 R.当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：

交流电的产生和变化规律

交流电的产生和变化规律 要点·疑点·考点 课前热身 能力·思维·方法 延伸·拓展

要点·疑点·考点 一、正弦交流电的产生及其变化规律 1.大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交流电流. 2.矩形线圈在匀强磁场里绕垂直于磁场的转轴以某一角速度匀速转动，线圈中将产生正弦交变电流.在线圈平面与磁场垂直时，线圈中没有感应电流，这样的位置叫中性面. 3.如果从中性面开始计时，正弦交流电的瞬时值表达式e=Emsinωt(Em=nBSω；i=Imsinωt，u=Umsinωt且其图线为正弦图线.

要点·疑点·考点 4.线圈在中性面时，磁通量最大，但此时磁通量的变化率为0，线圈中感应电动势为0.线圈与中性面垂直时，磁通量为0，但此时磁通量变化率最大，线圈中感应电动势最大.线圈每次经过中性面时，电流方向就改变一次，一周内，电流方向改变两次. (例：民用交流电的频率为50Hz，则在一秒钟的时间内该交流的方向改变100次，一般情况下，

要点·疑点·考点 5.如果矩形线圈在磁场中从不同位置开始匀速转动时，还会产生余弦曲线或负正弦、负余弦曲线，但我们均统一将其称为正弦交流电.

要点·疑点·考点 二、表征交变电流的物理量 1.交流电的最大值(亦称做峰值)：E m =nBS ω；且最大值E m 、I m 、U m 与线圈的形状，以及转动轴处于线圈平面内哪个位置均无关，但转轴必须与磁场垂直. 2.交流电的有效值，是根据电流的热效应规定的，即在同一时间内跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫做该交流电的有效值.对正弦交流电而言，它们与最大 值的关系是：I= I m ，U= U m .222 2

高三一轮复习交变电流专题

交变电流 一．交流电 1.大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流。 2.其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流，正弦式电流产生于在匀强电场 中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里，线圈每转动一周，感应电流的方向改变两次。 【例1】、下列电流波形图中，表示交变电流的是 （ ） 二．正弦交流电的变化规律 线框在匀强磁场中匀速转动． （1）．当从图2即中性面．．． 位置开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数： 即 e=εm sin ωt ， i ＝I m sin ωt ωt 是从该位置经t 时间线框转过的角度；ωt 也是线速度V 与磁感应强度B 的夹角； (2)．当从图1位置开始计时： 则：e=εm cos ωt ， i ＝I m cos ωt (3)．对于单匝矩形线圈来说E m =2Blv=BS ω； 对于n 匝面积为S 的线圈来说E m =nBS ω。对于总电阻为R 的闭合电路来说I m =m E R 三．几个物理量 (1)．中性面：如图2所示的位置为中性面，对它进行以 下说明： （1）此位置过线框的磁通量最多． （2）此位置磁通量的变化率为零．ΔΦ/Δt=0 所以 e=E m sin ωt=0， i ＝I m sin ωt=0 （3）此位置是电流方向发生变化的位置，具体对应图中的t 2，t 4时刻，因 而交流电完成一次全变化中线框两次过中性面，电流的方向改变两次，频率为 50Hz 的交流电每秒方向改变100次． (2)．交流电的最大值：E m ＝B ωS 当为N 匝时E m ＝NB ωS 应用： （1）ω是匀速转动的角速度，其单位一定为弧度／秒，． （2）最大值对应的位置与中性面垂直，即线框面与磁感应强度B 在同一直线上． （3）最大值对应图中的t 1、t 2时刻，每周中出现两次． (3)．瞬时值e=E m sin ωt ， i ＝I m sin ωt 代入时间即可求出．应用： t D B i t

电工电子技术基础交流部分复习题

《电工电子基础》交流部分复习题 一、填空题 1、正弦交流电的三要素为、和，它们是确定正弦交流电变化情况的三个重要数值。 2、正弦交流电压u=302sin（314t+45°）V，其最大值为、角频率为、频率为、周期为、初相角、有效值为。 3、我国第一颗人造地球卫星发出《东方红》乐曲的信号频率是20MHZ，则它的周期是、角频率为。 4、某正弦交流电流I=10A、f=100HZ、φ=－π/3，则该正弦电流瞬时值的表达式为i= 。 5、已知正弦交流电流i=28.2sin(314t＋30°)A，其频率为、周期为、在t=0.1s时瞬时值为。 6、正弦交流电的最大值是有效值的倍。我国在日常生活中使用的交流电频率为，周期为。 7、已知两个正弦交流电流：i1=5sin（314t－π/3）A，i2=10sin（314t－2π/3）A，则i1和i2的相位差为，而且超前。 8、已知：i1=sin（1000t＋30°）mA，i2=20sin（1000t－60°）mA ，i3=15sin （1000t－120°）mA，则i1和i2的相位关系为，i2与i3的相位关系为，i3与i1的相位关系为。 9、已知两个正弦交流电压，频率都是50HZ，它们的相量图如题1-23图所示。则它们的瞬时值表示式为：u1= ，u 2= 。 10、一个工频正弦交流电压的最大值为537V，初始值为－268.5V，则它的瞬时值解析式为。 11、已知正弦交流电压u=311sin（314t＋45°）V，施加在100Ω电阻两端，则电流的瞬时值表达式i= A，电阻消耗的功率为W。 12、现需绕制一个220V，1KW的电炉丝。则电炉丝的电阻为Ω，流过的电流是A。 13、流过10μF电容的电流为i=0.12sin（5000t＋45°）A，则电容两端的电 压u= V。 14、流过0.02H电感的i=5 sin（1000t－15°）mA，则电感两端的电压u= V。 15、在正弦交流电路中，电感元件的阻抗与频率成比，电容元件的阻抗与频率成比。在直流电路中，电感元件相当于状态，电容元件相当于

相序与相位的不同

相序与相位的不同 个人认为：相序是指A,B,C的顺序，这是绝对不能错的，怕就怕新线路换相时有可能错，这个错了，就是相间短路。 相位是指：同一系统之间、同相之间的相位差，这个差值不允许过大，这个值也就是等值系统的功角差 相位是反映交流电任何时刻的状态的物理量。交流电的大小和方向是随时间变化的。比如正弦交流电流，它的公式是i=Isin2πft。i是交流电流的瞬时值，I是交流电流的最大值，f 是交流电的频率，t是时间。随着时间的推移，交流电流可以从零变到最大值，从最大值变到零，又从零变到负的最大值，从负的最大值变到零，，如图3甲所示。在三角函数中2πft 相当于角度，它反映了交流电任何时刻所处的状态，是在增大还是在减小，是正的还是负的等等。因此把2πft叫做相位，或者叫做相。相序是指三相交流电（通常以ABC三相表示）顺序，以相位差来确定。若A相比B相超前120度，B相比C相超前120度、C相比A相超前120度，就叫做正相序，反之叫负序。这是大学里面《电学》中的概念，太专业了些，不知道是不是你想要知道的答案 相位差两个频率相同的交流电相位的差叫做相位差，或者叫做相差。这两个频率相同的交流电，可以是两个交流电流，可以是两个交流电压，可以是两个交流电动势，也可以是这三种量中的任何两个。 例如研究加在电路上的交流电压和通过这个电路的交流电流的相位差。如果电路是纯电阻，那么交流电压和电流电流的相位差等于零。也就是说交流电压等于零的时候，交流电流也等于零，交流电压变到最大值的时候，交流电流也变到最大值。这种情况叫做同相位，或者叫做同相。如果电路含有电感和电容，交流电压和交流电流的相位差一般是不等于零的，也就是说一般是不同相的，或者电压超前于电流，或者电流超前于电压。 加在晶体管放大器基极上的交流电压和从集电极输出的交流电压，这两者的相位差正好等于180°。这种情况叫做反相位，或者叫做反相。 相序：无刷电机线圈的排列顺序。 相序：就是相位的顺序，是交流电的瞬时值从负值向正值变化经过零值的依次顺序。 相序分量：交流电力系统中有三根导线，分为ABC三相，正常情况下三相电压、电流对称，相位相差120°。但在系统出现故障时，ABC三相不再对称，为便于分析，可将电压、电流分解为正序、负序和零序三种分量。 相序的影响：电力系统中，相序主要影响电动机的运转，相序接反的话，电动机会反转

交流电的产生和变化规律

交流电的产生和变化规律 我通过以下教学组织形式来让学生理解交流电的产生和变化规律的： 一、创设情景，导入新课： 由于在日常生活中，同学们常常要和交流电打交道，但是对交流电的认识还是有些模糊，因此，课下我要求各组搜集资料自主学习，在引入新课时，学生利用自己收集到资料，进行猜想和假设，教师进行总结评价，对表现优秀的学生进行表扬。提出问题：既然交流电在我们的生活、生产中用得这么广泛，那交流电是如何产生的呢？这节课我们就来学习与此相关的内容-----交流电的产生和变化规律。 二、实验演示，讲授新课 1.认识交流电 ⑴.【播放视频】观察两种情况下小灯珠的发光情况：①用两节干电池给小灯珠供电②用手摇发电机连接小灯珠，摇动发电机 【问题1】小灯珠的不闪烁与小灯珠的闪烁，说明了什么问题？ ⑵【播放视频】观察两种情况下电表指针的摆动情况：①用电压表测干电池两极电压②用手摇发电机连接电压计，摇动发电机 【问题2】电表指针的不摆动与电表指针的左右摆动，说明了什么问题？ ⑶【播放视频】观察二极管的发光情况：手摇发电机连接两个发光二极管，摇动发电机 【问题3】二极管轮流发光说明什么问题？ 以上三个问题均由学生观察、比较、思考和讨论后回答，教师可以适当提示和点拨。 2.【分组实验】用示波器观察直流电与正弦交流电的波形 同学们注意观察，直流电的波形和交流电的波形有什么区别呢？ a、直流电波形

可以看出交流电随着时间的变化而在不断的发生周期性的变化。 b、交流电波形 学生通过比较两种波形的不同，运用直流电和数学知识可得到交流电的概念，这样认识已经上升到理性层面。叫几个同学来进行总结，把观察到的现象及规律说出来和大家一起分亨。【板书】一、交流电 （1.）交流电：在电路中，大小和方向随时间作周期性变化的电压和电流，分别称为交变电流和交变电压，统称交流电。 学生举出交流电的应用（家庭电路中的电流、电压 （2.）交流电分为正弦交流电和非正弦交流电 正弦交流电：大小和方向随时间按正弦规律变化的电压和电流，又叫单相交流电 文字符号：AC 图形符号：～ 非正弦交流电：大小和方向随时间不按正弦规律变化的电压和电流. 三、几种常见的交变电流 ①正弦交流电 ②矩形波 ③三角波 4.交流电的产生及变化规律 每个小组发一个手摇发电机，观察认各部分结构 结构:形成磁场的磁极，矩形线圈、金属滑环、电刷

选择题交流电部分-北京2020年高考二模汇编

2020年北京高三二模试题分类-选择题交流电部分 8. （2020丰台二模）某交变电动势瞬时值表达式10sin2 e tπ =V，则（） A. 交变电流的频率为2Hz B. 交变电流的周期为0.25秒 C. 交变电流的有效值为10V D. 当t＝0.25秒时，感应电动势为10V 10．（2020东城二模）如图所示为某交变电流随时间变化的图象。则此交变电流的有效值为 A．10 2 B．5 2 C．32 4 D． 3 2 8. （2020平谷二模）两个完全相同的电热器分别通以如图a、b所示的交变电流，两电热器的实际电功率之比P a：P b为 A. 2：1 B. √2：1 C. 1：1 D. 1：2 8．（2020海淀二模）某小组用如图5甲所示的可拆变压器探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系，在实验时组装的变压器如图5乙所示。在铁芯上原、副线圈接入的匝数分别为n1=800匝和n2=200匝，原线圈两端与正弦式交流电源相连，用交流电压表测得原、副线圈两端的电压分别为10V和0.8V，这与其他小组的正确实验结论明显不一致。对于这个小组实验结论出现明显偏差的原因，最有可能的是 i/A t/s 2 1 O -1 -2 2 134 图5 n1 n2 n1 n2 铁芯A 铁芯B 甲乙 线圈 线圈

A．副线圈的匝数太少B．副线圈的电阻太小 C．原线圈的匝数太多，电阻过大D．没有将铁芯B安装在铁芯A上 10. （ 2020丰台二模） 如图所示，去掉可拆变压器上压紧横条的胶木螺钉，并将横条放在U形铁芯的A侧上。变压器左边的螺线管接12V低压交流电源，右边的螺线管接一个额定电压为6.3 V的小灯泡。把横条慢慢推向B，直至与B完全闭合，关于小灯泡的亮度变化及其原因，下列说法正确的是（） A. 小灯泡变亮，减小了磁通量的泄露 B. 小灯泡变亮，增大了原线圈内的磁通量 C. 小灯泡变暗，增大了磁通量的泄露 D. 小灯泡变暗，减小了原线圈内的磁通量 6．（2020朝阳二模）图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。开关闭合后，下列说法正确的是 A．电压表的示数为5V B．若没有转换器则变压器副线圈输出的是直流电 C．若1 2 1 1000 n n 则可以实现燃气灶点火 D．穿过原、副线圈的磁通量之比为1:1 12．（2020昌平二模）如图9所示，变压器为理想变压器，原线圈一侧接在交流电源上，副线圈中电阻变化时变压器输入电压不会有大的波动。R0为定值电阻，R为滑动变阻器，A1和A2为理想电流表，V1和V2为理想电压表。若将滑动变阻器的滑动片向a端移动，则

正弦交流电相位初相位相位差教案

教案（31 ）

【导入新课】 [1]直流电的定义及表示 [2]电磁感应现象 通过回顾电能的应用引入交流电及本节课题--正弦交流电的产生 【教学过程】 5.1.4正弦交流电的相位、初相位、相位差 一、相位和相位差 [1．]相位定义：任意一个正弦量y = 的中的称为相位。 [2．]初相位：相位中的，称为初相位，可反映正弦交流电的初始(t=0)的值。[3．]相位差：两个同频率正弦量的相位之差(与时间t无关)。可证明：两个同频率正弦量的相位之差等于初相位之差。 设第一个正弦量的初相为，第二个正弦量的初相为，则这两个正弦 量的相位差为 = 并规定或 [4．]两个正弦量的相位关系的讨论： (1) 当 > 0时，称第一个正弦量比第二个正弦量的相位越前(或超前) ； (2) 当 < 0时，称第一个正弦量比第二个正弦量的相位滞后(或落 后)| ； (3) 当 = 0时，称第一个正弦量与第二个正弦量同相，投影图7-1(a)所示； (4) 当 = 或时，称第一个正弦量与第二个正弦量反相，投影图7-1(b)所示； (5) 当 2-12

或时，称第一个正弦量与第二个正弦量正交。 二、应用举例： [1]已知u = 311sin(314t V，I = 5sin(314t A，则u与i的相位差为： = = 即u比i滞后，或i比u超前。 [2]正弦交流电流 i = A，如果交流电流i通过R = 10 的电阻时，电流的最大值、有效值、角频率、频率、周期及初相并求电功率P 解：最大值Im = 2 A 有效值 I = 2 0.707 = 1.414 A， = rad/s f = 50hz T =1/f=0.02s 在一秒时间内电阻消耗的电能(又叫做平均功率)为P = I2 R = 20 W，五、总结： 本节介绍了正弦交流电的定义特点及三要素，结合正弦表达式搞清各要素间关系及物理意义，并学会相关计算；正确理解相位差的含义及两正弦交流电间相位关系。 三、正弦交流电的三要素 振幅、角频率、初相这三个参数叫做正弦交流电的三要素。任何正弦量都具备三要素。 1、周期与频率、角频率 [1．]周期 定义：正弦交流电完成一次循环变化所用的时间叫做周期。表示：用字母T 表示，单位为秒(s)。 显然正弦交流电流或电压相邻的两个最大值(或相邻的两个最小值)之间的时

2021届一轮高考物理：交变电流、传感器习题(含)答案

2021届一轮高考物理：交变电流、传感器习题（含）答案*交变电流、传感器* 1、(双选)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R 1为定值电阻，R 2 为光敏电 阻。光强增大时，R 2的阻值减小，R 3 为滑动变阻器，平行板电容器与定值电阻 R 1 并联，闭合开关，下列判断正确的是( ) A.仅增加光照强度时，电容器所带电荷量将减小 B.仅减弱光照强度时，电源的输出功率一定减小 C.仅将滑动变阻器的滑片向上移动时，电容器贮存的电场能将减小 D.仅将滑动变阻器的滑片向下移动时，电源的效率将增大 2、 如图所示，虚线框内为漏电保护开关的原理示意图，变压器A处用火线和零线平行绕制成线圈，然后接到用电器，B处有一个输电线圈，一旦线圈B中有电流，经过电流放大器后便能推动继电器切断电源，如果甲、乙、丙、丁四人分别以图示方式接触电线(裸露部分)，甲、乙、丙站在木凳上，则下列说法正确的是( ) A．甲不会发生触电事故，继电器不会切断电源 B．乙会发生触电事故，继电器不会切断电源 C．丙会发生触电事故，继电器会切断电源 D．丁会发生触电事故，继电器会切断电源 3、(多选)如图甲所示，标有“220 V 40 W”的电灯和标有“20 μF300 V”的电容器并联接到交流电源上，V为交流电压表。交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关S，下列判断正确的是( )

甲乙 A．t＝T 2 时刻，V的示数为零 B．电灯恰正常发光 C．电容器有可能被击穿 D．交流电压表V的示数保持1102V不变 4、 有一种调压变压器的构造如图所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，C、D 之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C、D两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是( ) A．当R3不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小B．当R3不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小C．当P不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变小 D．当P不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变大 5、(2019·临沂市一模) (多选)如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，图中电表均为理想电表，R为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，L1和L2是两个完全相同的灯泡。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是( ) 甲乙 A．交流电压的频率为50 Hz

专题14 直流电路与交流电路(解析版)(电磁学部分)

专题04 直流电路与交流电路 考点1 直流电路的动态分析 知识储备： 1．明确1个定律、2个关系 (1)闭合电路的欧姆定律：I ＝E R ＋r . (2)路端电压与电流的关系：U ＝E －Ir . (3)路端电压与负载的关系 U ＝IR ＝R R ＋r E ＝1 1＋r R E ，路端电压随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小． 2．明确引起电路动态变化的原因 (1)滑动变阻器、热敏电阻或光敏电阻的阻值变化． (2)某支路开关闭合或断开． 【典例1】（2020·广西南宁·期中）如图所示，是将滑动变阻器作分压器使用的电路，A 、B 为分压器的输出端，若把变阻器的滑动片放在变阻器中央，下列判断正确的是（ ）

A ．空载时输出电压为2 CD AB U U = B ．当接上负载R 时输出电压2 CD AB U U < C ．负载R 越大，AB U 越接近CD U D ．负载R 越小，AB U 越接近CD U 【答案】ABC 【解析】 A ．空载时，由于滑动片放在变阻器中央，两部分电阻相等，根据串并联规律可知 1 2 AB CD U U = 故A 正确； B ．由于下半电阻与电阻R 并联的总电阻小于下半电阻，根据串并联规律可知 1 2 AB CD U U < 故B 正确； C ．负载电阻越大时，下半电阻与R 的并联电阻越接近于下半电阻，同时也越接近滑动变阻器的总阻值，根据串并联规律可知，AB U 越接近C D U ，故C 正确； D ．根据C 选项分析可知，负载R 越小时，下半电阻与R 的并联电阻与下半电阻相差越大，同时也越远离滑动变阻器的总阻值，AB U 与CD U 相差就越大，所以D 错误。 故选ABC ． 考点2 交变电流的产生及描述 1．线圈通过中性面时的特点 (1)穿过线圈的磁通量最大． (2)线圈中的感应电动势为零．

第五讲交流电

高中物理竞赛电学教程 第四讲 电磁感应 第五讲交流电 第五讲 交流电 §5。1、基 本 知 识 5．1．1、交流电的产生及变化规律 如图5-1-1所示，矩形线圈abcd 在匀强磁场中匀速转动，闭合电路中产生交流电。 如果从线圈转过中性面的时刻开始计时，那么线圈平面与磁感应强度方向的夹角为t ω，如图5-1-2所示 线圈中产生的瞬时感应电动势按正弦规律变化， t nBS e ωωsin = t m ωεsin = 式 ωεnBS m =，称为感应电动势的最大值。 电路中的电流强度也按正弦规律变化， t r R i m ωε sin += t I m ωsin = 式中 r R I m m += ε，称为交流电流的最大值。 外电路的电压按正弦规律变化， t r R R u m ωεsin =+= t U m ωsin = 式中 r R R U m m += ε，称为交流电压的最大值。 5．1．2、表征交流电的物理量 （1）周期和频率 周期和频率是表征交流电变化快慢的物理量。一对磁极交流发电机中的线圈在匀强场中匀速转动一周，电流按正弦规律变化一周。我们把电流完 成一次周期性变化所需的时间，叫做交流电的周期T ，单位是秒。我们把交流电在1秒钟内完成周期性变化的次数， 叫做交流电的频率f ，道位是赫兹。 （2）最大值和有效值 交流电流的最大值m I 与交流电压的最大值m U 是交 流电在一周期内电流与电压所能达到的最大值。交流电的最大值 m I 与m U 可以分别表示交流电流的强弱与电压的 图 5-1-2 图5-1-1

高低。 交流电的有效值是根据电流热效应来规定的。让交流电和直流电通过相同阻值的电阻，如果它们在相同时间内产生的热效应相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。通常用ε表示交流电源的有效值, 用I 表示交流电流的有效值，用U 表示交流电压的有效值。正弦交流电的有效值与最大值之间有如下的关系： 2,2,2 m m m U U I I == = εε 当知道了交流电的有效值，很容易求出交流电通过电阻产生的热量。设交流电的有效值 为I ，电阻为R ，则在时间t 内产生的热量 Rt I Q 2 =。这跟直流电路中焦耳定律的形式完全 相同。由于交流电的有效值与最大值之间只相差一个倍数，所以计算交流电的有效值时，欧姆定律的形式不变。 通常情况下所说的交流电流或交流电压是指有效值。 （3）相位和相差 交流发电机中如果从线圈中性面重合的时刻开始计时，交流电动势的瞬时值是t e m ωεsin =。如果从线圈平面与中性 面有一夹角 0?时开始计时，那么经过时间t ，线圈从线圈平面 与中性面有一夹角是 0?ω+t ，如图5-1-3所示，则交流电的 电动势瞬时值是 )sin(0?ωε+=t e m 。 从交流电瞬时值表达式可以看出，交流电瞬时值何时为零，何时最大，不是简单地由时 间t 确定，而是由 0?ω+t 来确定。这个相当于角度的量0?ω+t 对于确定交流电的大小和 方向起重要作用，称之为交流电的相位。0?是t =0时刻的相位，叫做初相位。在交流电中， 相位这个物理量是用来比较两个交流电的变化步调的。 两个交流电的相位之差叫做它们的相差，用 ??表示。如果交流电的频率相同，相差就 等于初相位之差，即 )()(2010?ω?ω?+-+=?t t 2010??-=， 这时相差是恒定的，不随时间而改变。 两个频率相同的交流电，它们变化的步调是否一致要由相差??来决定。如果 0=??， 这两个交流电称做同相位；如果 180=??。 ，这两个交流电称为反相位；若20 10 ? ?>，我 们说交流电1I 比2I 相位超前? ?，或说交流电 2I 比1I 相位落后??。 5．1．3、交流电的旋转矢量表示法 图5-1-3

第二部分 交流电部分教材

第二部分 交流电部分 一、正弦稳态电路 1、用正弦函数表示的电压、电流为正弦量。 2、用正弦量的有效值和初相位组成的复数为该正弦量对应的有效值相量。 要求：给正弦量能写出对应的相量，或反之。 如 005 2cos(10030)1030i t I π=+?=∠ 3、阻抗与导纳 （1）阻抗 Z a jb z ?=+= ∠ Z 为阻抗的模，?∠为阻抗角。（也是电压与电 流的相位差） 0?>为感性电路，电压超前电流?； 0?<为容性电路，电压滞后电流?； 0?=为阻性电路，电压与电流同相。 （2）单个元件的阻抗 电阻 R R ?; 电感 L j L ω?; 电容 11 C j j C C ωω? =- （3）RLC 串联 1 ()Z R j L C ωω=+- 阻抗模 22 1()Z R L C ωω=+- 阻抗角 1 1L C tg R ωω?-- = R L C U U U U =++ 大小 2 2()R L C U U U U =+- 电压三角形

(4)导纳 1Y G jB Z ==+ （5）阻抗与导纳的串联与并联同电阻的串并联。 4、相量图 相量图是帮助分析正弦稳态电路的有效的手段，通过画出正确的相量图可以帮助分找到析的方法、确定各个相量间的关系。 画相量图时，对于串联电路 一般选电流为参考，并联电路选电压为参考，混联电路选并联部分电压为参考。 5、正弦稳态电路的分析 将电路化成相量模型电路后，可以用直流电路的分析方法来分析正弦稳态电路。尽量利用相量图来帮助分析。 6、功率 (1)平均功率 2 P UIcos I R ?== cos ?为功率因数，? 为功率角(也是阻抗角、电压 电流相位差)。 平均功率时电路中消耗的功率。 （2）无功功率 sin Q UI ?= 2Q I L ω= 2 1 Q I C ω= 无功功率时电路与电源相互交换能量的最大值。一般认为电感的无功功率为正，电容的无功功率为

1 交流电的产生及变化规律

第十四章 交变电流 第一单元 交流电的产生及变化规律 基础知识 一．交流电 大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流。 其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流，正弦式电流产生于在匀强电场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里，线圈每转动一周，感应电流的方向改变两次。 二．正弦交流电的变化规律 线框在匀强磁场中匀速转动． 1．当从图12—2即中性面．．． 位置开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数： 即 e=εm sin ωt ， i ＝I m sin ωt ωt 是从该位置经t 时间线框转过的角度；ωt 也是线速度V 与磁感应强度B 的夹角；。是线框面与中性面的夹角 2．当从图位置开始计时： 则：e=εm cos ωt ， i ＝I m cos ωt ωt 是线框在时间t 转过的角度；是线框与磁感 应强度B 的夹角；此时V 、B 间夹角为（π/2一ωt ）． 3．对于单匝矩形线圈来说E m =2Blv =BS ω； 对于n 匝面积为S 的线圈来说E m =nBS ω。对于总电阻为R 的闭合电路来说I m =m E R 三．几个物理量 1．中性面：如图所示的位置为中性面，对它进行以下说明： （1）此位置过线框的磁通量最多． （2）此位置磁通量的变化率为零．所以 e=εm sin ωt=0， i ＝I m sin ωt=0 （3）此位置是电流方向发生变化的位置，具体对应图中的t 2， t 4时刻，因而交流电完成一次全变化中线框两次过中性面，电流的 方向改变两次，频率为50Hz 的交流电每秒方向改变100次． 2．交流电的最大值： εm ＝B ωS 当为N 匝时εm ＝NB ωS （1）ω是匀速转动的角速度，其单位一定为弧度／秒，nad/s （注意rad 是radian 的缩写，round/s 为每秒转数，单词round 是圆， 回合）． （2）最大值对应的位置与中性面垂直，即线框面与磁感应强度B 在同一直线上． （3）最大值对应图中的t 1、t 2时刻，每周中出现两次． 3．瞬时值e=εm sin ωt ， i ＝I m sin ωt 代入时间即可求出．不过写瞬时值时，不要忘记写单位，如εm =2202V ，ω=100π，则e=2202sin100πtV ，不可忘记写伏，电流同样如此． 4．有效值：为了度量交流电做功情况人们引入有效值，它是根据电流的热效应而定的．就是分别用交流电，直流电通过相同阻值的电阻，在相同时间内产生的热量相同，则直流电的